JP2003294685A - Gas sensor, gas sensor mounting structure and method for mounting gas sensor - Google Patents
Gas sensor, gas sensor mounting structure and method for mounting gas sensorInfo
- Publication number
- JP2003294685A JP2003294685A JP2002095842A JP2002095842A JP2003294685A JP 2003294685 A JP2003294685 A JP 2003294685A JP 2002095842 A JP2002095842 A JP 2002095842A JP 2002095842 A JP2002095842 A JP 2002095842A JP 2003294685 A JP2003294685 A JP 2003294685A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- housing
- sealing surface
- gas sensor
- coefficient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 125
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 101150065537 SUS4 gene Proteins 0.000 claims description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 101150000971 SUS3 gene Proteins 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 101100454435 Biomphalaria glabrata BG05 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0037—NOx
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
- G01N27/4074—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明はガスセンサ、ガス
センサ取付構造体、及びガスセンサ取付方法に係り、更
に詳しくは、高温条件下、例えば車両等に実装した場合
に曝され得る高温条件下等で使用する場合であっても被
取付部から脱落し難いガスセンサと、これを取り付けた
ガスセンサ取付構造体、及びガスセンサ取付方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas sensor, a gas sensor mounting structure, and a gas sensor mounting method, and more specifically, it is used under high temperature conditions, for example, high temperature conditions that may be exposed when mounted on a vehicle or the like. The present invention relates to a gas sensor that does not easily fall off from a mounted portion, a gas sensor mounting structure that mounts the gas sensor, and a gas sensor mounting method.
【0002】[0002]
【従来の技術】 自動車の排気管(配管)には、排気ガ
ス中の所定のガス成分(例えば、NOX)を検出するた
めに、各種のガスセンサが取り付けられている。この種
のガスセンサは、一般的には図1に示すように、所定の
配管6に取り付けられる。The exhaust pipe of an automobile (pipe), a predetermined gas component in the exhaust gas (e.g., NO X) in order to detect the various gas sensor is attached. This type of gas sensor is generally attached to a predetermined pipe 6 as shown in FIG.
【0003】 即ち、ガスセンサ10は、例えばNOX
を検出する機能を有するセンサ素子1と、このセンサ素
子1をその内部に収納するとともに、その外部にはねじ
部2、及び被取付部(ボス7)の所定箇所と接触するこ
とによりシール部3を形成し得るシール面4を有するハ
ウジング5とを備えている。また、ガスセンサ10が取
り付けられる配管6には、ハウジング5のねじ部2に螺
合し得るねじ溝を有するボス7が固着されており、この
ボス7にハウジング5が螺合されることにより、ガスセ
ンサ10が配管6に取り付けられる。なお、ガスセンサ
10が取り付けられるに際しては、図2に示すように、
シール面4にガスケット8が配され、シール部3が形成
される場合もある。That is, the gas sensor 10 is, for example, NO X.
The sensor element 1 having a function of detecting the pressure sensor 1 and the sensor element 1 are housed in the sensor element 1, and the seal portion 3 is provided by contacting the screw element 2 and a predetermined portion of the attached portion (boss 7) on the outside thereof. And a housing 5 having a sealing surface 4 capable of forming In addition, a boss 7 having a thread groove that can be screwed into the threaded portion 2 of the housing 5 is fixed to the pipe 6 to which the gas sensor 10 is attached. 10 is attached to the pipe 6. When the gas sensor 10 is attached, as shown in FIG.
In some cases, the gasket 8 is arranged on the seal surface 4 to form the seal portion 3.
【0004】 また、図3に示すように、ハウジング5
自体を回転させることなく、ハウジング5の外部に、そ
の中心軸と同心に回転可能な回転部材(回転式ヘキサゴ
ン15)が配され、これがねじ込まれることによってシ
ール面4がボス7に押し付けられ、ガスセンサ10が取
り付けられる構成とする場合もある。また、図2に示す
場合と同じく、回転式ヘキサゴン15が用いられる構成
であっても、シール面4にガスケット8が配されてシー
ル部3が形成される場合もある(図4)。Further, as shown in FIG. 3, the housing 5
A rotating member (rotary hexagon 15) that can rotate concentrically with the central axis of the housing 5 is arranged outside the housing 5 without rotating itself, and the sealing surface 4 is pressed against the boss 7 by screwing the rotating member. In some cases, 10 may be attached. Further, as in the case shown in FIG. 2, even if the rotary hexagon 15 is used, the gasket 8 may be arranged on the seal surface 4 to form the seal portion 3 (FIG. 4).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、適当
な締付けトルクによりハウジングが螺着され、ガスセン
サが被取付部に取り付けられていても、配管自体が高温
となり、このガスセンサを取り付けた箇所が高温に曝さ
れる場合がある。例えば、自動車の排気管にガスセンサ
を取り付けて用いる場合、ガスセンサの取付箇所は80
0〜900℃の高温に曝されることとなる。このとき、
ボスを構成する材質とハウジングやガスケットを構成す
る材質の組み合わせによっては、高温条件下において、
これらの材質の熱膨張係数の大小関係に起因して、シー
ル部に間隙が形成され易くなる。However, even if the housing is screwed by an appropriate tightening torque and the gas sensor is attached to the attached portion, the temperature of the pipe itself becomes high and the place where the gas sensor is attached is exposed to high temperature. May be done. For example, when a gas sensor is attached to an exhaust pipe of an automobile and used, the gas sensor is attached at 80
It will be exposed to a high temperature of 0 to 900 ° C. At this time,
Depending on the combination of the material forming the boss and the material forming the housing or gasket,
A gap is likely to be formed in the seal portion due to the magnitude relationship of the thermal expansion coefficients of these materials.
【0006】 シール部において前述の間隙が形成され
ると、この間隙の増大に伴い、ねじの締付け力が徐々に
低下する。このように、ねじの締付け力が低下した状態
のままガスセンサの使用を継続すると、ガスセンサが配
管から脱落する可能性がある。特に、継続的又は断続的
に振動が加わる設置環境下においてガスセンサを使用す
る場合には、ガスセンサの脱落の可能性が高まるため、
このような不具合を解消するための対策が必要とされて
いる。When the above-mentioned gap is formed in the seal portion, the tightening force of the screw gradually decreases as the gap increases. As described above, if the gas sensor is continuously used while the tightening force of the screw is reduced, the gas sensor may drop from the pipe. Especially when using a gas sensor in an installation environment where vibration is applied continuously or intermittently, the possibility of the gas sensor falling off increases,
There is a need for measures to eliminate such problems.
【0007】 本発明は、このような従来技術の有する
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、高温条件下、例えば車両等に実装した場合に曝
され得る高温条件下等に設置・使用される場合であって
もねじの締付け力が低下し難く、更に振動が加えられる
場合にも取り付けられた配管等から脱落し難いガスセン
サ、このガスセンサが取り付けられたガスセンサ取付構
造体、及びガスセンサ取付方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a high temperature condition, for example, a high temperature condition that can be exposed when mounted on a vehicle or the like. The gas sensor is such that the tightening force of the screw does not easily decrease even when it is installed and used, and it is difficult for it to fall off from the attached pipes even when vibration is applied, and the gas sensor mounting structure with this gas sensor attached. , And a gas sensor mounting method.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、所定のガス成分を検出する機能を有するセンサ素子
と、前記センサ素子をその内部に収納するとともに、そ
の外部に形成された所定の被取付部に螺着されるための
ねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素子の進入方
向の前方において前記被取付部とシール部を形成するシ
ール面を有するハウジングと、を備えたガスセンサであ
って、前記ハウジングが前記被取付部に螺着された場合
の、850℃(1123K)における緩めトルクが9N
・m以上であるとともに、下記式(13)に従って算出
される、850℃(1123K)で前記シール面と前記
被取付部との間に形成される間隙の予想値X1が31μ
m以下であることを特徴とするガスセンサが提供され
る。That is, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a predetermined sensor element formed inside the sensor element and outside the sensor element. A gas sensor, comprising: a threaded portion to be screwed to the mounted portion; and a housing having a sealing surface that forms a seal portion with the mounted portion in front of the threaded portion in the direction in which the sensor element enters. And the loosening torque at 850 ° C. (1123K) when the housing is screwed to the attached portion is 9N.
・ The expected value X 1 of the gap formed between the sealing surface and the mounted portion at 850 ° C. (1123 K) is 31 μ, which is calculated to be m or more and is calculated according to the following equation (13).
There is provided a gas sensor having a thickness of m or less.
【0009】[0009]
【数13】
X1(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(13)
(但し、X1は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)X 1 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (13) (where X 1 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
【0010】 本発明においては、シール面にガスケッ
トを備えるとともに、間隙の予想値X2が下記式(1
4)に従って算出されることが好ましい。本発明におい
ては、ガスケットを構成する材質がSUS430、SU
S304、SUS310、SUS316、及びSUS3
21からなる群より選択される少なくとも一種であるこ
とが好ましい。In the present invention, the sealing surface is provided with a gasket, and the expected value X 2 of the gap is expressed by the following formula (1
It is preferably calculated according to 4). In the present invention, the material forming the gasket is SUS430, SU
S304, SUS310, SUS316, and SUS3
It is preferably at least one selected from the group consisting of 21.
【0011】[0011]
【数14】
X2(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123
…(14)
(但し、X2は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×1
0-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)X 2 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (14) (where X 2 is a gap prediction Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (× 1
0 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10 -6
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
【0012】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子
をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入
方向の前方において前記被取付部とシール部を形成する
シール面を有するハウジングと、その外部に形成された
所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとと
もに、前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転
部材と、を備えたガスセンサであって、前記回転部材が
前記被取付部に螺着されることにより前記ガスセンサが
前記被取付部に取り付けられた場合の、850℃(11
23K)における前記回転部材の緩めトルクが9N・m
以上であるとともに、下記式(15)に従って算出され
る、850℃(1123K)で前記シール面と前記被取
付部との間に形成される間隙の予想値X3が31μm以
下であることを特徴とするガスセンサが提供される。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed therein, and the attached portion is provided in front of the approach direction of the sensor element. A housing having a sealing surface that forms a sealing portion, and a rotating member that has a screw portion that is screwed to a predetermined mounted portion formed on the outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing. 850 ° C. (11) when the gas sensor is attached to the attached portion by screwing the rotating member to the attached portion.
23K), the loosening torque of the rotating member is 9 N · m
In addition to the above, the expected value X 3 of the gap formed between the seal surface and the mounted portion at 850 ° C. (1123K) calculated according to the following formula (15) is 31 μm or less. A gas sensor is provided.
【0013】[0013]
【数15】
X3(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123
…(15)
(但し、X3は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部の
下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面から
ねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の熱
膨張係数(×10- 6/℃)、α4は回転部材の熱膨張係
数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)[Equation 15] X 3 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (15) (However, X 3 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. to bottom length (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the attachment portion (× 10 - 6 / ℃) , α 4 are the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ℃), α 5 housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
【0014】 本発明においては、シール面にガスケッ
トを備えるとともに、間隙の予想値X4が下記式(1
6)に従って算出されることが好ましい。In the present invention, a gasket is provided on the sealing surface, and the predicted value X 4 of the gap is expressed by the following formula (1
It is preferably calculated according to 6).
【0015】[0015]
【数16】
X4(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5)
}×1123 …(16)
(但し、X4は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端までの
長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端までの
長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)X 4 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (16) ( Where X 4 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the thickness of the gasket (μm), L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the mounted part (× 10 −6)
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
【0016】 本発明においては、ガスケットを構成す
る材質がSUS430、SUS304、SUS310、
SUS316、及びSUS321からなる群より選択さ
れる少なくとも一種であることが好ましい。本発明にお
いては、回転部材を構成する材質がSUS430、SU
S304、SUS310、SUS316、及びSUS3
21からなる群より選択される少なくとも一種であるこ
とが好ましく、ハウジングを構成する材質がSUS43
0、SUS304、SUS310、SUS316、及び
SUS321からなる群より選択される少なくとも一種
であることが好ましい。In the present invention, the material forming the gasket is SUS430, SUS304, SUS310,
It is preferably at least one selected from the group consisting of SUS316 and SUS321. In the present invention, the material forming the rotating member is SUS430, SU.
S304, SUS310, SUS316, and SUS3
It is preferable that it is at least one selected from the group consisting of 21, and the material forming the housing is SUS43.
It is preferably at least one selected from the group consisting of 0, SUS304, SUS310, SUS316, and SUS321.
【0017】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子
をその内部に収納するとともに、その外部に形成された
所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及び前記ね
じ部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前
記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウ
ジングとを備えたガスセンサが、前記被取付部に前記ハ
ウジングが螺着されることにより取り付けられているガ
スセンサ取付構造体であって、850℃(1123K)
における前記ハウジングの緩めトルクが9N・m以上で
あるとともに、下記式(17)に従って算出される、8
50℃(1123K)で前記シール面と前記被取付部と
の間に形成される間隙の予想値X5が31μm以下であ
ることを特徴とするガスセンサ取付構造体が提供され
る。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed therein, and is screwed to a predetermined mounted portion formed outside thereof. And a housing having a seal surface forming a seal portion in front of the threaded portion in the entrance direction of the sensor element with respect to the threaded portion. A gas sensor mounting structure mounted by screwing a housing at 850 ° C (1123K)
The loosening torque of the housing at 9 N · m or more is calculated according to the following equation (17), 8
Provided is a gas sensor mounting structure, wherein an expected value X 5 of a gap formed between the sealing surface and the mounted portion at 50 ° C. (1123K) is 31 μm or less.
【0018】[0018]
【数17】
X5(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(17)
(但し、X5は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)X 5 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (17) (where X 5 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
【0019】 本発明においては、ガスケットを介して
前記シール部が形成されているとともに、間隙の予想値
X6が下記式(18)に従って算出されることが好まし
い。本発明においては、ガスケットを構成する材質がS
US430、SUS304、SUS310、SUS31
6、及びSUS321からなる群より選択される少なく
とも一種であることが好ましい。In the present invention, it is preferable that the seal portion is formed through a gasket and the predicted value X 6 of the gap is calculated according to the following equation (18). In the present invention, the material forming the gasket is S
US430, SUS304, SUS310, SUS31
6 and at least one selected from the group consisting of SUS321.
【0020】[0020]
【数18】
X6(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123
…(18)
(但し、X6は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×1
0-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)[Equation 18] X 6 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (18) (However, X 6 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (× 1
0 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10 -6
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
【0021】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子
をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入
方向の前方において前記被取付部とシール部を形成する
シール面を有するハウジングと、その外部に形成された
所定の被取付部に螺着されるためのねじ部を有するとと
もに、前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転
部材とを備えたガスセンサが、前記回転部材が螺着され
ることにより前記被取付部に取り付けられているガスセ
ンサ取付構造体であって、850℃(1123K)にお
ける前記回転部材の緩めトルクが9N・m以上であると
ともに、下記式(19)に従って算出される、850℃
(1123K)で前記シール面と前記被取付部との間に
形成される間隙の予想値X7が31μm以下であること
を特徴とするガスセンサ取付構造体が提供される。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed therein, and the attached portion is provided in front of the sensor element in the entering direction. A housing having a sealing surface that forms a sealing portion, and a rotating member that has a screw portion that is screwed to a predetermined mounted portion formed on the outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing. Is a gas sensor mounting structure mounted on the mounted portion by screwing the rotating member, wherein the loosening torque of the rotating member at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more. And 850 ° C. calculated according to the following equation (19)
A gas sensor mounting structure is provided, wherein the expected value X 7 of the gap formed between the sealing surface and the mounted portion at (1123K) is 31 μm or less.
【0022】[0022]
【数19】
X7(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123
…(19)
(但し、X7は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部の
下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面から
ねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の熱
膨張係数(×10- 6/℃)、α4は回転部材の熱膨張係
数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)X 7 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (19) (However, X 7 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. to bottom length (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the attachment portion (× 10 - 6 / ℃) , α 4 are the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ℃), α 5 housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
【0023】 本発明においては、ガスケットを介して
前記シール部が形成されているとともに、前記間隙の予
想値X8が下記式(20)に従って算出されることが好
ましい。In the present invention, it is preferable that the seal portion is formed via a gasket and the predicted value X 8 of the gap is calculated according to the following equation (20).
【0024】[0024]
【数20】
X8(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5)
}×1123 …(20)
(但し、X8は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端までの
長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端までの
長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)X 8 (μm) = {(L 1 × α 1 )-(L 3 × α 3 )-(L 4 × α 4 )-(L 5 × α 5 )} × 1123 (20) ( Where X 8 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the thickness of the gasket (μm), and L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the mounted part (× 10 −6)
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
【0025】 本発明においては、ガスケットを構成す
る材質がSUS430、SUS304、SUS310、
SUS316、及びSUS321からなる群より選択さ
れる少なくとも一種であることが好ましい。本発明にお
いては、回転部材を構成する材質がSUS430、SU
S304、SUS310、SUS316、及びSUS3
21からなる群より選択される少なくとも一種であるこ
とが好ましく、ハウジングを構成する材質がSUS43
0、SUS304、SUS310、SUS316、及び
SUS321からなる群より選択される少なくとも一種
であることが好ましい。In the present invention, the material forming the gasket is SUS430, SUS304, SUS310,
It is preferably at least one selected from the group consisting of SUS316 and SUS321. In the present invention, the material forming the rotating member is SUS430, SU.
S304, SUS310, SUS316, and SUS3
It is preferable that it is at least one selected from the group consisting of 21, and the material forming the housing is SUS43.
It is preferably at least one selected from the group consisting of 0, SUS304, SUS310, SUS316, and SUS321.
【0026】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子
をその内部に収納するとともに、その外部に形成された
所定の被取付部に螺着するためのねじ部、及び前記ねじ
部よりも前記センサ素子の進入方向の前方において前記
被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジ
ングとを備えたガスセンサを、前記ハウジングを螺着す
ることにより前記被取付部に取り付けるガスセンサ取付
方法であって、850℃(1123K)における緩めト
ルクが9N・m以上となるように、かつ、下記式(2
1)に従って算出される、850℃(1123K)で前
記シール面と前記被取付部との間に形成される間隙の予
想値X9が31μm以下となるように前記ハウジングを
螺着することを特徴とするガスセンサ取付方法が提供さ
れる。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed inside, and is screwed to a predetermined attached portion formed outside thereof. Screwing the housing with a gas sensor having a threaded portion and a housing having a sealing surface that forms a sealing portion with the attached portion in front of the threaded portion in the entering direction of the sensor element. According to the method of mounting a gas sensor mounted on the mounted portion according to, the loosening torque at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more, and the following formula (2)
The housing is screwed so that the expected value X 9 of the gap formed between the sealing surface and the attached portion at 850 ° C. (1123K) calculated according to 1) is 31 μm or less. A method of mounting a gas sensor is provided.
【0027】[0027]
【数21】
X9(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(21)
(但し、X9は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)X 9 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (21) (where X 9 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
【0028】 本発明においては、ガスケットを介して
シール部を形成するとともに、下記式(22)に従って
算出される間隙の予想値X10が31μm以下となるよう
にハウジングを螺着することが好ましい。In the present invention, it is preferable to form the seal portion via the gasket and screw the housing so that the expected value X 10 of the gap calculated according to the following formula (22) is 31 μm or less.
【0029】[0029]
【数22】
X10(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123
…(22)
(但し、X10は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール
面からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケ
ットの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×
10-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10
-6/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)X 10 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (22) (However, X 10 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (×
10 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10
-6 / ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
【0030】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、前記センサ素子
をその内部に収納するとともに、前記センサ素子の進入
方向の前方において前記被取付部とシール部を形成する
シール面を有するハウジングと、その外部に形成された
所定の被取付部に螺着するためのねじ部を有するととも
に、前記ハウジングの中心軸と同心に回転可能な回転部
材とを備えたガスセンサを、前記回転部材を螺着するこ
とにより前記被取付部に取り付けるガスセンサ取付方法
であって、850℃(1123K)における緩めトルク
が9N・m以上となるように、かつ、下記式(23)に
従って算出される、850℃(1123K)で前記シー
ル面と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値X
11が31μm以下となるように前記回転部材を螺着する
ことを特徴とするガスセンサ取付方法が提供される。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed therein, and the attached portion is provided in front of the approach direction of the sensor element. A housing having a sealing surface that forms a sealing portion, and a rotating member that has a screw portion for screwing to a predetermined attached portion formed outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing. A gas sensor mounting method for mounting the equipped gas sensor to the mounted portion by screwing the rotating member, wherein the loosening torque at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more, and the following formula ( 23) Expected value X of the gap formed between the sealing surface and the attached portion at 850 ° C. (1123K) calculated according to 23).
There is provided a gas sensor mounting method, characterized in that the rotating member is screwed so that 11 is 31 μm or less.
【0031】[0031]
【数23】
X11(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123
…(23)
(但し、X11は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部
の下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面か
らねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の
熱膨張係数(×10-6/℃)、α4は回転部材の熱膨張
係数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)X 11 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (23) (However, X 11 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. Length to the lower end (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 -6 / ° C), α 4 is the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ° C), α 5 is the housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
【0032】 本発明においては、ガスケットを介して
シール部を形成するとともに、下記式(24)に従って
算出される前記間隙の予想値X8が31μm以下となる
ようにハウジングを螺着することが好ましい。In the present invention, it is preferable to form the seal portion via the gasket and screw the housing so that the expected value X 8 of the gap calculated according to the following formula (24) is 31 μm or less. .
【0033】[0033]
【数24】
X12(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5)
}×1123 …(24)
(但し、X12は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケ
ットの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端まで
の長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端まで
の長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10
-6/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)X 12 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (24) ( Where X 12 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the gasket thickness (μm), and L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion (× 10
-6 / ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当
業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良
等が加えられることが理解されるべきである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments. It should be understood that design changes, improvements, etc. can be appropriately made based on the knowledge of.
【0035】 本発明は、所定のガス成分を検出する機
能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその内部に
収納するとともに、その外部に形成された所定の被取付
部に螺着されるためのねじ部、及びねじ部よりもセンサ
素子の進入方向の前方において被取付部とシール部を形
成するシール面を有するハウジングと、を備えたガスセ
ンサであり、ハウジングが前述の被取付部に螺着された
場合の、850℃(1123K)における緩めトルクが
9N・m以上であるとともに、下記式(25)に従って
算出される、850℃(1123K)でシール面と被取
付部との間に形成される間隙の予想値X1が31μm以
下であることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element housed in the sensor element, and screwed to a predetermined attachment portion formed outside the sensor element. A gas sensor comprising: a threaded portion; and a housing having a mounting surface and a sealing surface that forms a sealing portion in front of the threaded portion in the direction in which the sensor element enters, the housing being screwed to the mounting portion. In this case, the loosening torque at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more, and it is formed between the seal surface and the mounted portion at 850 ° C. (1123K) calculated according to the following equation (25). It is characterized in that the expected value X 1 of the gap is 31 μm or less.
【0036】[0036]
【数25】
X1(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(25)
(但し、X1は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)X 1 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (25) (where X 1 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
【0037】 図1に示すガスセンサ取付構造体を例に
挙げ、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
前述の通り、図1においては、ボス7にハウジング5が
螺合されることにより、ガスセンサ10が配管6に取り
付けられた状態が示されている。ここで、被取付部であ
るボス7の熱膨張係数(α1)とハウジング5の熱膨張
係数(α2)との大小関係がα1>α2である場合、この
状態で配管6が高温になった場合を想定すると、シール
部3においては間隙が形成され、ねじの締付け力が低下
するが、本実施の形態のガスセンサは、被取付部の熱膨
張係数(α1)、及びシール面から被取付部の上端まで
の長さ(L1)との関係において、この被取付部(ボス
7)にハウジング5を螺着した場合の850℃(112
3K)における緩めトルクの値と、前記式(25)に従
って算出される間隙の予想値X1とが所定の値であるた
めに、ねじ部2の締付け力が適度に維持される。従っ
て、本実施の形態のガスセンサは、高温条件下、継続的
又は断続的に振動が加わる設置環境において使用された
場合であっても、被取付部(ボス7)から脱落する可能
性が極めて低いという効果を示す。The embodiment of the present invention will be specifically described by taking the gas sensor mounting structure shown in FIG. 1 as an example.
As described above, FIG. 1 shows a state in which the gas sensor 10 is attached to the pipe 6 by screwing the housing 5 into the boss 7. Here, if the magnitude relationship between the thermal expansion coefficient of the boss 7 is the installation section (alpha 1) and the thermal expansion coefficient of the housing 5 (alpha 2) is α 1> α 2, pipe 6 is hot in this state In the gas sensor of this embodiment, the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the mounted portion and the sealing surface are reduced, although a gap is formed in the seal portion 3 and the tightening force of the screw is reduced. In relation to the length (L 1 ) from the mounting portion to the upper end of the mounted portion, 850 ° C. (112 ° C.) when the housing 5 is screwed to the mounted portion (boss 7).
Since the value of the loosening torque at 3K) and the expected value X 1 of the gap calculated according to the above equation (25) are predetermined values, the tightening force of the threaded portion 2 is appropriately maintained. Therefore, the gas sensor of the present embodiment is extremely unlikely to fall off from the attached portion (boss 7) even when used in an installation environment where vibration is continuously or intermittently applied under high temperature conditions. Shows the effect.
【0038】 本発明にいう「緩めトルク」とは、締結
物(ガスセンサ)を被取付部から取り外すのに必要なト
ルク、又は、締結物と被取付部との締結力を失わせるの
に必要なトルク、を意味し、トルクゲージにより実際に
測定される測定値である。The “loosening torque” referred to in the present invention is a torque required to remove the fastening object (gas sensor) from the attached portion, or to lose the fastening force between the fastening object and the attached portion. Torque means a measured value actually measured by a torque gauge.
【0039】 なお、脱落の可能性をより一層低減する
といった観点からは、ハウジングを被取付部に螺着した
場合の、850℃(1123K)における緩めトルクが
15N・m以上であるとともに、前記式(25)に従っ
て算出される間隙の予想値X1が20μm以下であるこ
とが好ましい。また、同様の観点から、850℃(11
23K)における緩めトルクが20N・m以上であると
ともに、前記式(25)に従って算出される間隙の予想
値X1が15μm以下であることが更に好ましい。From the viewpoint of further reducing the possibility of falling off, the loosening torque at 850 ° C. (1123K) when the housing is screwed to the mounted portion is 15 N · m or more, and The predicted value X 1 of the gap calculated according to (25) is preferably 20 μm or less. From the same viewpoint, 850 ° C (11
It is more preferable that the loosening torque at 23 K) is 20 N · m or more, and the expected value X 1 of the gap calculated according to the equation (25) is 15 μm or less.
【0040】 本発明においては、前記緩めトルクの上
限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじ
の噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時
のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙
の予想値X1の下限値についても限定はされず、前記間
隙の予想値X1は理論値であるため負の値となる場合も
あるが、概ね−10μm以上であればよい。In the present invention, the upper limit value of the loosening torque is not limited, but from the viewpoint of preventing deformation of the screw part, biting of the screw, etc., it may be equal to or less than the torque at the time of tightening. Further, the lower limit value of the predicted value X 1 of the gap in the present invention is not limited, and the predicted value X 1 of the gap may be a negative value because it is a theoretical value, but it is generally -10 μm or more. Good.
【0041】 なお、本発明のガスセンサは、図2に示
すように、シール面4にガスケット8を備える構成とす
ることもできる。この場合、間隙の予想値X2は下記式
(26)に従って算出することができる。The gas sensor of the present invention can also be configured to have a gasket 8 on the sealing surface 4, as shown in FIG. In this case, the expected value X 2 of the gap can be calculated according to the following formula (26).
【0042】[0042]
【数26】
X2(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123
…(26)
(但し、X2は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×1
0-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)X 2 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (26) (However, X 2 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (× 1
0 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10 -6
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
【0043】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子
をその内部に収納するとともに、その進入方向の前方に
おいて被取付部とシール部を形成するシール面を有する
ハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に
螺着されるためのねじ部を有するとともに、ハウジング
の中心軸と同心に回転可能な回転部材と、を備えたガス
センサであって、回転部材が前記被取付部に螺着される
ことによりガスセンサが被取付部に取り付けられた場合
の、850℃(1123K)における回転部材の緩めト
ルクが9N・m以上であるとともに、下記式(27)に
従って算出される、850℃(1123K)でシール面
と被取付部との間に形成される間隙の予想値X3が31
μm以下であることを特徴とするガスセンサが提供され
る。以下、図3に示すガスセンサ取付構造体を例に挙げ
て説明する。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed in the sensor element, and the attached portion and the seal portion are formed in front of the entering direction. A gas sensor having a housing having a sealing surface, and a rotating member that has a screw portion to be screwed to a predetermined attached portion formed on the outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing. The loosening torque of the rotating member at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more when the gas sensor is attached to the attached portion by screwing the rotating member to the attached portion. The predicted value X 3 of the gap formed between the seal surface and the mounted portion at 850 ° C. (1123 K) calculated according to the following equation (27) is 31.
There is provided a gas sensor having a thickness of μm or less. Hereinafter, the gas sensor mounting structure shown in FIG. 3 will be described as an example.
【0044】[0044]
【数27】
X3(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123
…(27)
(但し、X3は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部の
下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面から
ねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の熱
膨張係数(×10- 6/℃)、α4は回転部材の熱膨張係
数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)X 3 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (27) (However, X 3 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. to bottom length (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the attachment portion (× 10 - 6 / ℃) , α 4 are the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ℃), α 5 housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
【0045】 前述の通り、図3においては、ハウジン
グ5自体を回転させることなく、ハウジング5の外部
に、その中心軸と同心に回転可能な回転部材(回転式ヘ
キサゴン15)が配され、これがねじ込まれることによ
ってシール面4がボス7に押し付けられ、ガスセンサ1
0が取り付けられる状態が示されている。なお、被取付
部であるボス7の熱膨張係数(α1)とハウジング5及
び回転部材(回転式ヘキサゴン15)の熱膨張係数(α
4、α5)との大小関係がα1>α4、α 1>α5である場
合、この状態で配管6が高温になった場合を想定する
と、シール部3においては間隙が形成され、ねじ部の締
付け力が低下するが、本実施の形態のガスセンサは、被
取付部の熱膨張係数(α1)、及びシール面から被取付
部の上端までの長さ(L1)との関係において、この被
取付部(ボス7)に回転部材である回転式ヘキサゴン1
5を螺着した場合の850℃(1123K)における緩
めトルクの値と、前記式(27)に従って算出される間
隙の予想値X3とが所定の値であるために、ねじ部の締
付け力が適度に維持される。従って、本発明のガスセン
サは、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設
置環境において使用された場合であっても、被取付部
(ボス7)から脱落する可能性が極めて低いという効果
を示す。As described above, in FIG.
Outside the housing 5 without rotating the gear 5 itself
In addition, the rotating member (rotary
The kissagon 15) is arranged and it is screwed in.
The sealing surface 4 is pressed against the boss 7, and the gas sensor 1
The state where 0 is attached is shown. In addition, to be mounted
Coefficient of thermal expansion of the boss 7 (α)1) And housing 5 and
And the thermal expansion coefficient of the rotating member (rotary hexagon 15) (α
Four, ΑFive) Is greater than α1> ΑFour, Α 1> ΑFiveWhere is
In this case, assume that the pipe 6 becomes hot in this state.
And a gap is formed in the seal part 3 and the screw part is tightened.
Although the attachment force decreases, the gas sensor of the present embodiment
Thermal expansion coefficient (α1), And mounted from the sealing surface
Length to the top of the part (L1) In relation to
Rotating hexagon 1 which is a rotating member on the mounting part (boss 7)
Loosening at 850 ° C (1123K) when screwing 5
Between the torque value and the value calculated according to the above equation (27)
Expected value of the gap X3Since and are the specified values, tighten the screw
The attachment force is maintained moderately. Therefore, the gas sensor of the present invention
Is a device that is subject to continuous or intermittent vibration under high temperature conditions.
Attached parts even when used in an environment
The effect that it is extremely unlikely to fall out of (boss 7)
Indicates.
【0046】 なお、脱落の可能性をより一層低減する
といった観点からは、回転部材を被取付部に螺着した場
合の、850℃(1123K)における緩めトルクが1
5N・m以上であるとともに、前記式(27)に従って
算出される間隙の予想値X3が20μm以下であること
が好ましい。また、同様の観点から、850℃(112
3K)における緩めトルクが20N・m以上であるとと
もに、前記式(27)に従って算出される間隙の予想値
X3が15μm以下であることが更に好ましい。From the viewpoint of further reducing the possibility of falling off, the loosening torque at 850 ° C. (1123 K) when the rotating member is screwed to the attached portion is 1
It is preferable that the expected value X 3 of the gap calculated according to the equation (27) is 20 μm or less, in addition to 5 N · m or more. Also, from the same viewpoint, 850 ° C. (112
It is further preferable that the loosening torque at 3K) is 20 N · m or more, and the expected value X 3 of the gap calculated according to the above equation (27) is 15 μm or less.
【0047】 本発明においては、前述の緩めトルクの
上限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ね
じの噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け
時のトルク以下であればよい。また、本発明における間
隙の予想値X1の下限値についても限定はされず、前記
間隙の予想値X1は理論値であるため負の値となる場合
もあるが、概ね−10μm以上であればよい。In the present invention, the above-mentioned upper limit value of the loosening torque is not limited, but from the viewpoint of preventing the deformation of the screw portion, the biting of the screw, etc., it may be equal to or less than the torque at the time of tightening. Further, the lower limit value of the predicted value X 1 of the gap in the present invention is not limited, and the predicted value X 1 of the gap may be a negative value because it is a theoretical value, but it is generally -10 μm or more. Good.
【0048】 なお、本発明においては図4に示すよう
に、シール面4にガスケット8を備える構成とすること
もできる。この場合、間隙の予想値X4は下記式(2
8)に従って算出することができる。In the present invention, as shown in FIG. 4, the sealing surface 4 may be provided with a gasket 8. In this case, the expected value X 4 of the gap is expressed by the following formula (2
It can be calculated according to 8).
【0049】[0049]
【数28】
X4(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5)
}×1123 …(28)
(但し、X4は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端までの
長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端までの
長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)X 4 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (28) ( Where X 4 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the thickness of the gasket (μm), L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the mounted part (× 10 −6)
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
【0050】 本発明においては、ガスケットを構成す
る材質がSUS430、SUS304、SUS310、
SUS316、及びSUS321からなる群より選択さ
れる少なくとも一種であることが好ましい。これらの材
質は、シール部において良好なシール性を発揮し得る材
質であるとともに、加工性も良好であるために好まし
い。In the present invention, the material forming the gasket is SUS430, SUS304, SUS310,
It is preferably at least one selected from the group consisting of SUS316 and SUS321. These materials are preferable because they are materials capable of exhibiting good sealability in the seal portion and also have good workability.
【0051】 また、本発明において、回転部材、及び
ハウジングを構成する材質としては、各々汎用の材質が
好適に用いられる。具体例として、回転部材を構成する
材質としてはSUS430、SUS304、SUS31
0、SUS316、及びSUS321からなる群より選
択される少なくとも一種が、また、ハウジングを構成す
る材質としてはSUS430、SUS304、SUS3
10、SUS316、及びSUS321からなる群より
選択される少なくとも一種が、各々好適に採用される。Further, in the present invention, as the material forming the rotating member and the housing, general-purpose materials are preferably used. As a specific example, the material forming the rotating member is SUS430, SUS304, SUS31.
0, SUS316, and SUS321, and at least one selected from the group consisting of SUS430, SUS304, and SUS3.
At least one selected from the group consisting of 10, SUS316, and SUS321 is preferably adopted.
【0052】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子
をその内部に収納するとともに、その外部に形成された
所定の被取付部に螺着されるためのねじ部、及びねじ部
よりもセンサ素子の進入方向の前方において被取付部と
シール部を形成するシール面を有するハウジングとを備
えたガスセンサが、被取付部にハウジングが螺着される
ことにより取り付けられているガスセンサ取付構造体で
あり、850℃(1123K)におけるハウジングの緩
めトルクが9N・m以上であるとともに、下記式(2
9)に従って算出される、850℃(1123K)でシ
ール面と被取付部との間に形成される間隙の予想値X5
が31μm以下であることを特徴とするガスセンサ取付
構造体が提供される。以下、図1に示すガスセンサ取付
構造体を例に挙げて説明する。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed in the sensor element, and is screwed to a predetermined attached portion formed outside the sensor element. A gas sensor having a threaded portion to be mounted and a housing having a mounting surface and a sealing surface that forms a sealing portion in front of the threaded portion in the direction of entry of the sensor element, and the housing is screwed to the mounting portion. It is a gas sensor mounting structure that is mounted by means of the following formula (2) and the loosening torque of the housing at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more.
9) Expected value of the gap formed between the seal surface and the mounted part at 850 ° C (1123K) calculated according to 9) X 5
Is 31 μm or less. A gas sensor mounting structure is provided. Hereinafter, the gas sensor mounting structure shown in FIG. 1 will be described as an example.
【0053】[0053]
【数29】
X5(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(29)
(但し、X5は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)X 5 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (29) (where X 5 is the expected gap value (μm) and L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
【0054】 前述の通り、配管6が高温になった場合
を想定すると、シール部3においては間隙が形成され、
ねじ部3の締付け力が低下するが、本実施の形態のガス
センサ取付構造体は、850℃(1123K)における
緩めトルクの値と、前記式(29)に従って算出される
間隙の予想値X5とが所定の値であるために、ねじ部3
の締付け力が適度に維持される。従って、本実施の形態
のガスセンサ取付構造体は、高温条件下、継続的又は断
続的に振動が加わる設置環境下において使用された場合
であっても、ガスセンサ10が被取付部(ボス7)から
脱落する可能性が極めて低いという効果を示す。As described above, assuming that the temperature of the pipe 6 becomes high, a gap is formed in the seal portion 3,
Although the tightening force of the screw part 3 is reduced, the gas sensor mounting structure of the present embodiment has a loosening torque value at 850 ° C. (1123 K) and an expected gap value X 5 calculated according to the above equation (29). Is a predetermined value, the thread 3
The tightening force of is maintained moderately. Therefore, even if the gas sensor mounting structure of the present embodiment is used under a high temperature condition in an installation environment in which vibration is continuously or intermittently applied, the gas sensor 10 is mounted on the mounting portion (boss 7). It has the effect of being extremely unlikely to drop out.
【0055】 なお、脱落の可能性をより一層低減する
といった観点からは、850℃(1123K)における
ハウジングの緩めトルクが15N・m以上であるととも
に、前記式(29)に従って算出される間隙の予想値X
5が20μm以下であることが好ましい。また、同様の
観点から、850℃(1123K)における緩めトルク
が20N・m以上であるとともに、前記式(29)に従
って算出される間隙の予想値X5が15μm以下である
ことが更に好ましい。From the viewpoint of further reducing the possibility of falling off, the loosening torque of the housing at 850 ° C. (1123K) is 15 N · m or more, and the predicted gap calculated according to the above equation (29). Value X
5 is preferably 20 μm or less. From the same viewpoint, it is more preferable that the loosening torque at 850 ° C. (1123K) is 20 N · m or more, and the predicted value X 5 of the gap calculated according to the above formula (29) is 15 μm or less.
【0056】 本発明においては、前記緩めトルクの上
限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじ
の噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時
のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙
の予想値X1の下限値についても限定はされず、前記間
隙の予想値X1は理論値であるため負の値となる場合も
あるが、概ね−10μm以上であればよい。In the present invention, the upper limit of the loosening torque is not limited, but from the viewpoint of preventing the deformation of the screw portion, the biting of the screw, etc., it may be equal to or less than the torque at the time of tightening. Further, the lower limit value of the predicted value X 1 of the gap in the present invention is not limited, and the predicted value X 1 of the gap may be a negative value because it is a theoretical value, but it is generally -10 μm or more. Good.
【0057】 なお、本発明のガスセンサ取付構造体
は、図2に示すように、ガスケット8を介してシール部
3を形成する構造としてもよい。この場合、間隙の予想
値X5は下記式(30)に従って算出することができ
る。The gas sensor mounting structure of the present invention may have a structure in which the seal portion 3 is formed via a gasket 8 as shown in FIG. In this case, the expected value X 5 of the gap can be calculated according to the following formula (30).
【0058】[0058]
【数30】
X6(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123
…(30)
(但し、X6は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×1
0-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)X 6 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (30) (However, X 6 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (× 1
0 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10 -6
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
【0059】 本発明においては、ガスケットを構成す
る材質がSUS430、SUS304、SUS310、
SUS316、及びSUS321からなる群より選択さ
れる少なくとも一種であることが好ましい。これらの材
質は、シール部において良好なシール性を発揮し得る材
質であるとともに、加工性も良好であるために好まし
い。In the present invention, the material forming the gasket is SUS430, SUS304, SUS310,
It is preferably at least one selected from the group consisting of SUS316 and SUS321. These materials are preferable because they are materials capable of exhibiting good sealability in the seal portion and also have good workability.
【0060】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子
をその内部に収納するとともに、その進入方向の前方に
おいて被取付部とシール部を形成するシール面を有する
ハウジングと、その外部に形成された所定の被取付部に
螺着されるためのねじ部を有するとともに、ハウジング
の中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセ
ンサが、回転部材が螺着されることにより被取付部に取
り付けられているガスセンサ取付構造体であって、85
0℃(1123K)における回転部材の緩めトルクが9
N・m以上であるとともに、下記式(31)に従って算
出される、850℃(1123K)で前記シール面と前
記被取付部との間に形成される間隙の予想値X7が31
μm以下であることを特徴とするガスセンサ取付構造体
が提供される。以下、図3に示すガスセンサ取付構造体
を例に挙げて説明する。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed in the sensor element, and the attached portion and the seal portion are formed in front of the entering direction. A gas sensor having a housing having a sealing surface, and a rotating member that has a screw portion to be screwed to a predetermined attached portion formed on the outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing. , A gas sensor mounting structure mounted on a mounting portion by screwing a rotating member,
The loosening torque of the rotating member at 0 ° C (1123K) is 9
The predicted value X 7 of the gap formed between the sealing surface and the mounted portion at 850 ° C. (1123K) is 31 which is not less than N · m and which is calculated according to the following formula (31).
Provided is a gas sensor mounting structure characterized by having a thickness of not more than μm. Hereinafter, the gas sensor mounting structure shown in FIG. 3 will be described as an example.
【0061】[0061]
【数31】
X7(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123
…(31)
(但し、X7は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部の
下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面から
ねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の熱
膨張係数(×10- 6/℃)、α4は回転部材の熱膨張係
数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)X 7 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (31) (However, X 7 is a gap prediction. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. to bottom length (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the attachment portion (× 10 - 6 / ℃) , α 4 are the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ℃), α 5 housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
【0062】 図3においては、ハウジング5自体を回
転させることなく、ハウジング5の外部に、その中心軸
と同心に回転可能な回転部材(回転式ヘキサゴン15)
が配され、これがねじ込まれることによってシール面4
がボス7に押し付けられて、ガスセンサ取付構造体が構
成されている状態が示されている。なお、被取付部であ
るボス7の熱膨張係数(α1)とハウジング5及び回転
部材(回転式ヘキサゴン15)の熱膨張係数(α4、
α5)との大小関係がα1>α4、α1>α5である場合、
この状態で配管6が高温になった場合を想定すると、シ
ール部3においては間隙が形成され、ねじ部の締付け力
が低下するが、本発明のガスセンサ取付構造体は、85
0℃(1123K)における緩めトルクの値と、前記式
(31)に従って算出される間隙の予想値X7とが所定
の値であるために、ねじ部の締付け力が適度に維持され
る。従って、本実施の形態のガスセンサ取付構造体は、
高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設置環境
において使用された場合であっても、ガスセンサ10が
被取付部(ボス7)から脱落する可能性が極めて低いと
いう効果を示す。In FIG. 3, a rotating member (rotary hexagon 15) that can rotate outside the housing 5 concentrically with the central axis of the housing 5 without rotating the housing 5 itself.
Are arranged and screwed into the sealing surface 4
Is pressed against the boss 7 to form the gas sensor mounting structure. Note that the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the boss 7 that is the attached portion and the thermal expansion coefficient (α 4 , of the housing 5 and the rotating member (rotary hexagon 15) are
If the magnitude relation with α 5 ) is α 1 > α 4 , α 1 > α 5 ,
Assuming that the temperature of the pipe 6 becomes high in this state, a gap is formed in the seal portion 3 and the tightening force of the screw portion is reduced, but the gas sensor mounting structure of the present invention has a structure of 85
Since the value of the loosening torque at 0 ° C. (1123K) and the predicted value X 7 of the gap calculated according to the above equation (31) are predetermined values, the tightening force of the screw portion is maintained appropriately. Therefore, the gas sensor mounting structure of the present embodiment,
Even if the gas sensor 10 is used in a high temperature condition in an installation environment where vibration is applied continuously or intermittently, the gas sensor 10 has an extremely low possibility of falling off from the attached portion (boss 7).
【0063】 なお、脱落の可能性をより一層低減する
といった観点からは、850℃(1123K)における
回転部材の緩めトルクが15N・m以上であるととも
に、前記式(31)に従って算出される間隙の予想値X
7が20μm以下であることが好ましい。また、同様の
観点から、850℃(1123K)における回転部材の
緩めトルクが20N・m以上であるとともに、前記式
(31)に従って算出される間隙の予想値X7が15μ
m以下であることが更に好ましい。From the viewpoint of further reducing the possibility of falling off, the loosening torque of the rotating member at 850 ° C. (1123 K) is 15 N · m or more, and the gap calculated according to the above equation (31) is calculated. Expected value X
7 is preferably 20 μm or less. From the same viewpoint, the loosening torque of the rotating member at 850 ° C. (1123K) is 20 N · m or more, and the predicted value X 7 of the gap calculated according to the above equation (31) is 15 μm.
It is more preferably m or less.
【0064】 本発明においては、回転部材の緩めトル
クの上限値については限定はされないが、ねじ部の変
形、ねじの噛みつき等を防止するといった観点からは、
締付け時のトルク以下であればよい。また、本発明にお
ける間隙の予想値X 1の下限値についても限定はされ
ず、前記間隙の予想値X1は理論値であるため負の値と
なる場合もあるが、概ね−10μm以上であればよい。In the present invention, the loosening torque of the rotating member
Although there is no limitation on the upper limit of the
From the viewpoint of preventing the shape and biting of screws,
It may be less than the tightening torque. In addition, in the present invention
Expected value of clearance X 1There is no limit to the lower limit of
No, the expected value of the gap X1Is a theoretical value, so
In some cases, it may be approximately −10 μm or more.
【0065】 なお、本発明のガスセンサ取付構造体
は、図4に示すように、ガスケット8を介してシール部
3を形成する構造としてもよい。この場合、間隙の予想
値X8は下記式(32)に従って算出することができ
る。このとき、ガスケットを構成する材質はSUS43
0、SUS304、SUS310、SUS316、及び
SUS321からなる群より選択される少なくとも一種
であることが好ましい。これらの材質は、シール部にお
いて良好なシール性を発揮し得る材質であるとともに、
加工性も良好であるために好ましい。The gas sensor mounting structure of the present invention may have a structure in which the seal portion 3 is formed via a gasket 8 as shown in FIG. In this case, the expected value X 8 of the gap can be calculated according to the following equation (32). At this time, the material forming the gasket is SUS43.
It is preferably at least one selected from the group consisting of 0, SUS304, SUS310, SUS316, and SUS321. These materials are materials that can exhibit good sealing performance in the seal part,
It is preferable because it has good processability.
【0066】[0066]
【数32】
X8(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5)
}×1123 …(32)
(但し、X8は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端までの
長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端までの
長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)X 8 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (32) ( Where X 8 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the thickness of the gasket (μm), and L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the mounted part (× 10 −6)
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
【0067】 また、本発明において、回転部材、及び
ハウジングを構成する材質としては、各々汎用の材質が
好適に用いられる。具体例として、回転部材を構成する
材質としてはSUS430、SUS304、SUS31
0、SUS316、及びSUS321からなる群より選
択される少なくとも一種が、また、ハウジングを構成す
る材質としてはSUS430、SUS304、SUS3
10、SUS316、及びSUS321からなる群より
選択される少なくとも一種が、各々好適に採用される。Further, in the present invention, as the material forming the rotating member and the housing, general-purpose materials are preferably used. As a specific example, the material forming the rotating member is SUS430, SUS304, SUS31.
0, SUS316, and SUS321, and at least one selected from the group consisting of SUS430, SUS304, and SUS3.
At least one selected from the group consisting of 10, SUS316, and SUS321 is preferably adopted.
【0068】 次に、本発明のガスセンサ取付方法につ
いて説明する。本発明によれば、所定のガス成分を検出
する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子をその
内部に収納するとともに、その外部に形成された所定の
被取付部に螺着するためのねじ部、及びねじ部よりもセ
ンサ素子の進入方向の前方において被取付部とシール部
を形成するシール面を有するハウジングとを備えたガス
センサを、ハウジングを螺着することにより被取付部に
取り付けるガスセンサ取付方法であって、850℃(1
123K)における緩めトルクが9N・m以上となるよ
うに、かつ、下記式(33)に従って算出される、85
0℃(1123K)でシール面と被取付部との間に形成
される間隙の予想値X9が31μm以下となるようにハ
ウジングを螺着することを特徴とするガスセンサ取付方
法が提供される。以下、図1に示すガスセンサ取付構造
体を例に挙げて説明する。Next, a method for mounting the gas sensor of the present invention will be described. According to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a threaded portion for accommodating the sensor element therein and screwing the sensor element to a predetermined attachment portion formed outside thereof. And a gas sensor including a mounted portion and a housing having a sealing surface forming a sealing portion in front of the threaded portion in the direction of entry of the sensor element. The gas sensor mounting method for mounting the gas sensor on the mounted portion by screwing the housing. And 850 ° C (1
123K) so that the loosening torque is 9 N · m or more, and is calculated according to the following equation (33): 85
Provided is a method for mounting a gas sensor, which comprises screwing a housing so that an expected value X 9 of a gap formed between a seal surface and a mounted portion at 0 ° C. (1123K) is 31 μm or less. Hereinafter, the gas sensor mounting structure shown in FIG. 1 will be described as an example.
【0069】[0069]
【数33】
X9(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(33)
(但し、X9は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)X 9 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (33) (where X 9 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
【0070】 図1において示される、被取付部である
ボス7の熱膨張係数(α 1)とハウジング5の熱膨張係
数(α2)との大小関係がα1>α2である場合、この状
態で配管6が高温になった場合を想定すると、シール部
3においては間隙が形成され、ねじの締付け力が低下す
る。しかし、本発明のガスセンサ取付方法では、850
℃(1123K)における緩めトルクの値と、前記式
(33)に従って算出される、850℃(1123K)
でシール面4と被取付部(ボス7)との間に形成される
間隙の予想値X9とが所定の値となるようにハウジング
5を螺着するため、例えば800〜900℃といった高
温条件下であってもシール部3において適度な面圧が維
持されるガスセンサ取付構造体とすることができる。従
って、高温条件下、継続的又は断続的に振動が加わる設
置環境下において使用される場合であっても、ガスセン
サ10が被取付部(ボス7)から脱落する可能性が極め
て低いガスセンサ取付構造体を提供することができる。It is the attached portion shown in FIG.
Thermal expansion coefficient of boss 7 (α 1) And the thermal expansion coefficient of the housing 5
Number (α2) Is greater than α1> Α2If this is
Assuming that the temperature of the pipe 6 becomes high in the
3, a gap is formed and the screw tightening force is reduced.
It However, in the gas sensor mounting method of the present invention, 850
Value of the loosening torque at ℃ (1123K) and the above formula
850 ° C (1123K) calculated according to (33)
Is formed between the seal surface 4 and the attached portion (boss 7) by
Expected gap X9Housing so that and become the specified values
5 is screwed on, so that it is as high as 800 to 900 ° C.
Even under a warm condition, a suitable surface pressure is maintained in the seal part 3.
It can be a gas sensor mounting structure to be carried. Servant
Therefore, under high temperature conditions, equipment that is continuously or intermittently exposed to vibration
Even when used in a storage environment, the gas sensor
It is extremely possible that the servicer 10 will fall off the attached part (boss 7).
And a low gas sensor mounting structure can be provided.
【0071】 なお、脱落の可能性をより一層低減する
といった観点からは、850℃(1123K)における
緩めトルクが15N・m以上となるように、かつ、前記
式(33)に従って算出される間隙の予想値X9が20
μm以下となるようにハウジングを螺着することが好ま
しい。また、同様の観点から、850℃(1123K)
における緩めトルクが20N・m以上となるように、か
つ、前記式(33)に従って算出される間隙の予想値X
9が15μm以下となるようにハウジングを螺着するこ
とが更に好ましい。From the viewpoint of further reducing the possibility of falling off, the loosening torque at 850 ° C. (1123K) is set to 15 N · m or more, and the clearance calculated according to the equation (33) is set. Expected value X 9 is 20
It is preferable to screw the housing so as to have a thickness of not more than μm. From the same viewpoint, 850 ° C (1123K)
The predicted value X of the clearance calculated so that the loosening torque at 20 N · m is 20 N · m or more and according to the equation (33).
It is more preferable to screw the housing so that 9 is 15 μm or less.
【0072】 本発明においては、前記緩めトルクの上
限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじ
の噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時
のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙
の予想値X1の下限値についても限定はされず、前記間
隙の予想値X1は理論値であるため、負の値となる場合
もあるが、概ね−10μm以上であればよい。In the present invention, the upper limit value of the loosening torque is not limited, but from the viewpoint of preventing deformation of the screw portion, biting of the screw, etc., it may be equal to or less than the torque at the time of tightening. Further, the lower limit value of the expected value X 1 of the gap in the present invention is not limited, and the expected value X 1 of the gap is a theoretical value, so it may be a negative value, but it is approximately −10 μm or more. I wish I had it.
【0073】 なお、本発明のガスセンサ取付方法にお
いては、図2に示すように、ガスケット8を介してシー
ル部3を形成してもよい。この場合、間隙の予想値X10
は下記式(34)に従って算出することができる。In the gas sensor mounting method of the present invention, as shown in FIG. 2, the seal portion 3 may be formed via the gasket 8. In this case, the expected value of the gap X 10
Can be calculated according to the following equation (34).
【0074】[0074]
【数34】
X10(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123
…(34)
(但し、X10は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール
面からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケ
ットの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×
10-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10
-6/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)X 10 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (34) (However, X 10 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (×
10 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10
-6 / ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
【0075】 また、本発明によれば、所定のガス成分
を検出する機能を有するセンサ素子と、このセンサ素子
をその内部に収納するとともに、センサ素子の進入方向
の前方において被取付部とシール部を形成するシール面
を有するハウジングと、その外部に形成された所定の被
取付部に螺着するためのねじ部を有するとともに、ハウ
ジングの中心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えた
ガスセンサを、回転部材を螺着することにより被取付部
に取り付けるガスセンサ取付方法であって、850℃
(1123K)における緩めトルクが9N・m以上とな
るように、かつ、下記式(35)に従って算出される、
850℃(1123K)でシール面と前記被取付部との
間に形成される間隙の予想値X11が31μm以下となる
ように回転部材を螺着することを特徴とするガスセンサ
取付方法が提供される。以下、図3に示すガスセンサ取
付構造体を例に挙げて説明する。Further, according to the present invention, a sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, the sensor element is housed therein, and the attached portion and the seal portion are provided in front of the sensor element in the entering direction. A gas sensor having a housing having a sealing surface that forms a groove, a screw portion for screwing to a predetermined attachment portion formed outside the housing, and a rotating member that can rotate concentrically with the central axis of the housing Is a gas sensor mounting method for mounting a rotary member on a mounted portion by screwing the rotary member at 850 ° C.
Calculated so that the loosening torque at (1123K) is 9 Nm or more and according to the following equation (35),
A method for mounting a gas sensor, characterized in that a rotating member is screwed so that an expected value X 11 of a gap formed between a sealing surface and the mounted portion at 850 ° C. (1123K) is 31 μm or less. It Hereinafter, the gas sensor mounting structure shown in FIG. 3 will be described as an example.
【0076】[0076]
【数35】
X11(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123
…(35)
(但し、X11は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部
の下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面か
らねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の
熱膨張係数(×10-6/℃)、α4は回転部材の熱膨張
係数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)X 11 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (35) (However, X 11 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. Length to the lower end (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 -6 / ° C), α 4 is the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ° C), α 5 is the housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
【0077】 図3においては、ハウジング5自体を回
転させることなく、ハウジング5の外部に、その中心軸
と同心に回転可能な回転部材(回転式ヘキサゴン15)
を配し、これをねじ込むことによってシール面4をボス
7に押し付けて、ガスセンサ取付構造体を構成している
状態が示されている。ここで、被取付部であるボス7の
熱膨張係数(α1)とハウジング5及び回転部材(回転
式ヘキサゴン15)の熱膨張係数(α4、α5)との大小
関係がα1>α4、α1>α5であるとき、この状態で配管
6が高温になった場合を想定すると、シール部3におい
ては間隙が形成され、ねじ部3の締付け力が低下する。In FIG. 3, a rotating member (rotary hexagon 15) that can rotate outside the housing 5 concentrically with the central axis thereof without rotating the housing 5 itself.
Is arranged and the sealing surface 4 is pressed against the boss 7 by screwing it in to form a gas sensor mounting structure. Here, the magnitude relationship between the thermal expansion coefficient (α 1 ) of the boss 7 that is the mounted portion and the thermal expansion coefficients (α 4 , α 5 ) of the housing 5 and the rotating member (rotary hexagon 15) is α 1 > α. Assuming that the temperature of the pipe 6 is high in this state when 4 , α 1 > α 5 , a gap is formed in the seal portion 3 and the tightening force of the screw portion 3 is reduced.
【0078】 しかし、本発明のガスセンサ取付方法で
は、850℃(1123K)における緩めトルクの値
と、前記式(35)に従って算出される、850℃(1
123K)でシール面4と被取付部(ボス7)との間に
形成される間隙の予想値X11とが所定の値となるように
回転式ヘキサゴン15を螺着するため、例えば800〜
900℃といった高温条件下であってもシール部3にお
いて適度な面圧が維持されるガスセンサ取付構造体とす
ることができる。従って、高温条件下、継続的又は断続
的に振動が加わる設置環境下において使用される場合で
あっても、ガスセンサ10が被取付部(ボス7)から脱
落する可能性が極めて低いガスセンサ取付構造体を提供
することができる。However, in the gas sensor mounting method of the present invention, the value of the loosening torque at 850 ° C. (1123 K) and 850 ° C. (1
123K), the rotary hexagon 15 is screwed so that the expected value X 11 of the gap formed between the seal surface 4 and the mounted portion (boss 7) becomes a predetermined value.
The gas sensor mounting structure can maintain a suitable surface pressure in the seal portion 3 even under a high temperature condition of 900 ° C. Therefore, even when the gas sensor 10 is used under high temperature conditions in an installation environment where vibration is applied continuously or intermittently, the gas sensor mounting structure is extremely unlikely to drop off the gas sensor 10 from the mounted portion (boss 7). Can be provided.
【0079】 なお、脱落の可能性をより一層低減する
といった観点からは、850℃(1123K)における
緩めトルクが15N・m以上となるように、かつ、前記
式(35)に従って算出される間隙の予想値X11が20
μm以下となるように回転部材を螺着することが好まし
い。また、同様の観点から、850℃(1123K)に
おける緩めトルクが20N・m以上となるように、か
つ、前記式(35)に従って算出される間隙の予想値X
11が15μm以下となるように回転部材を螺着すること
が更に好ましい。From the viewpoint of further reducing the possibility of falling off, the loosening torque at 850 ° C. (1123K) is 15 N · m or more, and the clearance calculated according to the above equation (35) is set. Expected value X 11 is 20
It is preferable to screw the rotating member so that the thickness becomes equal to or less than μm. Further, from the same viewpoint, the expected value X of the clearance calculated so that the loosening torque at 850 ° C. (1123 K) becomes 20 N · m or more and according to the equation (35).
It is more preferable to screw the rotating member so that 11 is 15 μm or less.
【0080】 本発明においては、前記緩めトルクの上
限値については限定はされないが、ねじ部の変形、ねじ
の噛みつき等を防止するといった観点からは、締付け時
のトルク以下であればよい。また、本発明における間隙
の予想値X1の下限値についても限定はされず、前記間
隙の予想値X1は理論値であるため、負の値となる場合
もあるが、概ね−10μm以上であればよい。In the present invention, the upper limit value of the loosening torque is not limited, but from the viewpoint of preventing the deformation of the screw portion, the biting of the screw, etc., it may be equal to or less than the torque at the time of tightening. Further, the lower limit value of the expected value X 1 of the gap in the present invention is not limited, and the expected value X 1 of the gap is a theoretical value, so it may be a negative value, but it is approximately −10 μm or more. I wish I had it.
【0081】 なお、本発明のガスセンサ取付方法にお
いては、図4に示すように、ガスケット8を介してシー
ル部3を形成してもよい。この場合、間隙の予想値X12
は下記式(36)に従って算出することができる。In the gas sensor mounting method of the present invention, as shown in FIG. 4, the seal portion 3 may be formed via the gasket 8. In this case, the expected value of the gap X 12
Can be calculated according to the following equation (36).
【0082】[0082]
【数36】
X12(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5)
}×1123 …(36)
(但し、X12は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケ
ットの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端まで
の長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端まで
の長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10
-6/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)X 12 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (36) ( Where X 12 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the gasket thickness (μm), and L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion (× 10
-6 / ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
【0083】 なお、本発明のガスセンサ取付方法にお
いては、ガスケット、回転部材、及びハウジングを構成
する材質として、汎用の材質について各々採用される。
具体的には、ガスケットを構成する材質としてはSUS
430、SUS304、SUS310、SUS316、
及びSUS321からなる群より選択される少なくとも
一種が、回転部材を構成する材質としてはSUS43
0、SUS304、SUS310、SUS316、及び
SUS321からなる群より選択される少なくとも一種
が、また、ハウジングを構成する材質としてはSUS4
30、SUS430、SUS304、SUS310、S
US316、及びSUS321からなる群より選択され
る少なくとも一種少なくとも一種を好適に用いることが
できる。In addition, in the gas sensor mounting method of the present invention, general-purpose materials are used as the materials for forming the gasket, the rotating member, and the housing.
Specifically, the material of the gasket is SUS
430, SUS304, SUS310, SUS316,
And at least one selected from the group consisting of SUS321 is used as the material for the rotating member.
0, SUS304, SUS310, SUS316, and SUS321, and at least one selected from the group consisting of SUS4.
30, SUS430, SUS304, SUS310, S
At least one selected from the group consisting of US316 and SUS321 can be preferably used.
【0084】[0084]
【実施例】 以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0085】(ガスセンサ脱落と、緩めトルク及び間隙
の予想値との関係)表1に示す材質からなる各構成部材
を用意し、室温条件下、30N・m以上の締付けトルク
で回転式ヘキサゴンをボスに螺着して、図3に示す構造
のガスセンサ取付構造体を作製した(試料No.1〜1
3)。なお、シール面からボス(被取付部)の上端まで
の長さ(L1:mm)は表1に示す通りである。得られ
たガスセンサ取付構造体を850℃の高温条件に曝し、
そのときの回転式ヘキサゴンの緩めトルク(N・m)を
測定した。また、用いた各部材の材質の熱膨張係数(×
10-6/℃)、及び各箇所(L1、L3〜L5)の長さ
(mm)から、シール面とボスとの間に形成される間隙
の予想値(μm)を算出した。得られた数値に対して緩
めトルク(N・m)をプロットしたグラフを図5に示
す。更に、作製したガスセンサ取付構造体について振動
試験を行い、ガスセンサ脱落の有無を確認した。結果を
図5中に示す。(Relationship between Gas Sensor Dropout and Loosening Torque and Expected Value of Gap) Each constituent member made of the materials shown in Table 1 was prepared and the rotary hexagon was bossed with a tightening torque of 30 N · m or more under room temperature conditions. It was screwed on to prepare a gas sensor mounting structure having the structure shown in FIG. 3 (Sample Nos. 1 to 1).
3). The length (L 1 : mm) from the sealing surface to the upper end of the boss (attached portion) is as shown in Table 1. The obtained gas sensor mounting structure is exposed to a high temperature condition of 850 ° C.,
The loosening torque (Nm) of the rotary hexagon at that time was measured. In addition, the coefficient of thermal expansion of each material used (×
The expected value (μm) of the gap formed between the seal surface and the boss was calculated from 10 −6 / ° C.) and the length (mm) of each place (L 1 , L 3 to L 5 ). A graph in which the loosening torque (N · m) is plotted against the obtained numerical values is shown in FIG. Further, a vibration test was performed on the produced gas sensor mounting structure to confirm whether or not the gas sensor was dropped. The results are shown in Fig. 5.
【0086】[0086]
【表1】 [Table 1]
【0087】 図5に示す結果から、850℃(112
3K)における回転式ヘキサゴンの緩めトルクが9N・
m以上であるとともに、間隙の予想値が31μm以下で
ある場合には、ガスセンサが被取付部であるボスから脱
落しないことが判明した。即ち、ボスの材質・寸法に対
して、回転式ヘキサゴン、ガスケット及びハウジングの
材質・寸法を適切に選択するとともに、回転式ヘキサゴ
ンの締付け力(緩めトルク)を適切に制御することによ
り、ガスセンサ脱落を事前に防止できることが判明し
た。From the results shown in FIG. 5, 850 ° C. (112
The loosening torque of the rotary hexagon at 3K) is 9N
It has been found that the gas sensor does not fall off from the boss that is the attached portion when the gap is m or more and the expected value of the gap is 31 μm or less. In other words, by properly selecting the material and dimensions of the rotary hexagon, gasket, and housing for the material and dimensions of the boss, and by appropriately controlling the tightening force (loosening torque) of the rotary hexagon, the gas sensor can be prevented from falling It turns out that it can be prevented in advance.
【0088】[緩めトルクの測定]:以下に示す方法に
従って、作製したガスセンサ取付構造体の回転式ヘキサ
ゴン(回転部材)の緩めトルクの測定を行った。まず、
ガスセンサを配管に取り付けてガスセンサ取付構造体と
し、次いで、この配管の内部に850℃のガスを流し、
ガスセンサ取付構造体を加熱する。この状態に2時間曝
した後、トルクゲージにて測定した緩めトルクの値を、
850℃における緩めトルクの値(N・m)とした。[Measurement of Loosening Torque]: The loosening torque of the rotary hexagon (rotating member) of the produced gas sensor mounting structure was measured according to the method described below. First,
A gas sensor is attached to the pipe to form a gas sensor attachment structure, and then a gas of 850 ° C. is flown inside the pipe,
The gas sensor mounting structure is heated. After exposing this state for 2 hours, the value of the loosening torque measured with the torque gauge is
The value was the loosening torque value (N · m) at 850 ° C.
【0089】[振動試験]:表2に示す試験装置及び条
件により、作製したガスセンサ取付構造体についての振
動試験を行った。[Vibration test]: A vibration test was performed on the produced gas sensor mounting structure using the test apparatus and conditions shown in Table 2.
【0090】[0090]
【表2】 [Table 2]
【0091】(実施例1〜4、比較例1、2)表3に示
す材質からなる各構成部材を用意し、室温条件下、60
N・m、又は40N・mの締付けトルクで回転式ヘキサ
ゴンをボスに螺着して、図3に示す構造のガスセンサ取
付構造体を作製した。得られたガスセンサ取付構造体を
850℃の高温条件に曝し、そのときの回転式ヘキサゴ
ンの緩めトルク(N・m)を測定した。また、用いた各
部材の材質の熱膨張係数(×10-6/℃)、及び各箇所
(L1、L3〜L5)の長さ(mm)から、シール面とボ
スとの間に形成される間隙の予想値(μm)を算出し
た。850℃における緩めトルクの値(N・m)、及び
間隙の予想値(μm)を表3に示す。また、間隙の予想
値に対して850℃における緩めトルク(N・m)をプ
ロットしたグラフを図6に示す。(Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2) Each constituent member made of the material shown in Table 3 was prepared and subjected to 60
The rotary hexagon was screwed onto the boss with a tightening torque of N · m or 40 N · m to fabricate a gas sensor mounting structure having the structure shown in FIG. The obtained gas sensor mounting structure was exposed to a high temperature condition of 850 ° C., and the loosening torque (N · m) of the rotary hexagon at that time was measured. In addition, from the coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of the material of each member used and the length (mm) of each location (L 1 , L 3 to L 5 ) between the sealing surface and the boss. The expected value (μm) of the formed gap was calculated. Table 3 shows the loosening torque value (N · m) at 850 ° C. and the expected gap value (μm). Further, FIG. 6 shows a graph in which the loosening torque (N · m) at 850 ° C. is plotted against the predicted value of the gap.
【0092】[0092]
【表3】 [Table 3]
【0093】 更に、作製したガスセンサ取付構造体に
ついて振動試験を行い、ガスセンサ脱落の有無を確認し
た。その結果、実施例1〜4についてはガスセンサが脱
落することがなかったが、比較例1、2についてはガス
センサが脱落することが判明した(表3)。従って、図
6に示すように、850℃(1123K)における回転
式ヘキサゴンの緩めトルクが9N・m以上であるととも
に、間隙の予想値が31μm以下である場合には、ガス
センサが被取付部であるボスから脱落しないことを確認
することができた。Further, a vibration test was performed on the produced gas sensor mounting structure to confirm whether or not the gas sensor was dropped. As a result, it was found that the gas sensor did not fall off in Examples 1 to 4, but the gas sensor fell out in Comparative Examples 1 and 2 (Table 3). Therefore, as shown in FIG. 6, when the loosening torque of the rotary hexagon at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more and the expected value of the gap is 31 μm or less, the gas sensor is the attached portion. I was able to confirm that I would not drop from the boss.
【0094】[0094]
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のガスセ
ンサは、この構成部材であるハウジング又は回転部材が
被取付部に螺着された場合の所定の温度における緩めト
ルクの値、及びシール面と被取付部との間に形成される
間隙の予想値が所定の値であるため、高温条件下に設置
・使用される場合であってもねじの締付け力が低下し難
く、更に振動が加えられる場合にも被取付部から脱落し
難いといった効果を示すものである。また、本発明のガ
スセンサ取付構造体は、所定の温度におけるハウジング
又は回転部材の緩めトルクの値、及びシール面と被取付
部との間に形成される間隙の予想値が所定の値であるた
め、高温条件下に設置・使用される場合であってもねじ
の締付け力が低下し難く、更に振動が加えられる場合に
も被取付部から脱落し難いといった効果を示すものであ
る。As described above, in the gas sensor of the present invention, the value of the loosening torque at the predetermined temperature when the housing or the rotating member, which is the constituent member, is screwed to the mounted portion, and the sealing surface Since the expected value of the gap formed between the part to be attached and the part to be attached is a predetermined value, the tightening force of the screw is less likely to decrease even when installed and used under high temperature conditions, and vibration is further applied. In this case also, the effect that it is difficult to fall off the attached portion is exhibited. Further, in the gas sensor mounting structure of the present invention, the value of the loosening torque of the housing or the rotating member at a predetermined temperature and the expected value of the gap formed between the seal surface and the mounted portion are predetermined values. Even when it is installed and used under high temperature conditions, the tightening force of the screw does not easily decrease, and even when vibration is applied, it does not easily come off from the attached part.
【0095】 更に、本発明のガスセンサの取付方法に
よれば、所定の温度における緩めトルク、及びシール面
と前記被取付部との間に形成される間隙の予想値が所定
の値となるようにハウジング又は回転部材を螺着するた
め、高温条件下、振動が加わる設置環境下において使用
される場合であっても、ガスセンサが脱落する可能性が
極めて低いガスセンサ取付構造体を作製することができ
る。Further, according to the gas sensor mounting method of the present invention, the loosening torque at a predetermined temperature and the expected value of the gap formed between the seal surface and the mounted portion become a predetermined value. Since the housing or the rotating member is screwed, it is possible to fabricate a gas sensor mounting structure in which the gas sensor is extremely unlikely to fall off even when used in an installation environment where vibration is applied under high temperature conditions.
【図1】 本発明のガスセンサ取付構造体の実施の形態
を示す部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a gas sensor mounting structure of the present invention.
【図2】 本発明のガスセンサ取付構造体の他の実施の
形態を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the gas sensor mounting structure of the present invention.
【図3】 本発明のガスセンサ取付構造体の他の実施の
形態を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the gas sensor mounting structure of the present invention.
【図4】 本発明のガスセンサ取付構造体の他の実施の
形態を示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the gas sensor mounting structure of the present invention.
【図5】 ガスセンサ脱落と、緩めトルク(N・m)及
び間隙の予想値(μm)との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a gas sensor dropout, a loosening torque (N · m), and an expected value (μm) of a gap.
【図6】 実施例で作製した各ガスセンサ取付構造体に
ついて、間隙の予想値(μm)に対して850℃におけ
る緩めトルク(N・m)をプロットしたグラフである。FIG. 6 is a graph in which the loosening torque (N · m) at 850 ° C. is plotted against the predicted value (μm) of the gap for each gas sensor mounting structure manufactured in the example.
1…センサ素子、2…ねじ部、3…シール部、4…シー
ル面、5…ハウジング、6…配管、7…ボス、8…ガス
ケット、10…ガスセンサ、15…回転式ヘキサゴン。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor element, 2 ... Screw part, 3 ... Seal part, 4 ... Sealing surface, 5 ... Housing, 6 ... Piping, 7 ... Boss, 8 ... Gasket, 10 ... Gas sensor, 15 ... Rotating hexagon.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 相宰 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 2G004 BC09 BG05 BM04 3J040 BA03 EA17 HA06 HA16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Lee 2-56, Sudacho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Inside Hon insulator Co., Ltd. F term (reference) 2G004 BC09 BG05 BM04 3J040 BA03 EA17 HA06 HA16
Claims (20)
センサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納すると
ともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着さ
れるためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素
子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を
形成するシール面を有するハウジングと、を備えたガス
センサであって、 前記ハウジングが前記被取付部に螺着された場合の、8
50℃(1123K)における緩めトルクが9N・m以
上であるとともに、 下記式(1)に従って算出される、850℃(1123
K)で前記シール面と前記被取付部との間に形成される
間隙の予想値X1が31μm以下であることを特徴とす
るガスセンサ。 【数1】 X1(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(1) (但し、X1は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)1. A sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a threaded portion for accommodating the sensor element therein and screwed to a predetermined attachment portion formed outside thereof. And a housing having a sealing surface that forms a seal portion with the attached portion in front of the threaded portion in the approach direction of the sensor element, wherein the housing is screwed to the attached portion. 8 when worn
The loosening torque at 50 ° C (1123K) is 9 N · m or more, and the loosening torque is calculated according to the following equation (1).
The expected value X 1 of the gap formed between the sealing surface and the attached portion in K) is 31 μm or less. ## EQU1 ## X 1 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (1) (where X 1 is the expected value of the gap (μm) and L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
もに、前記間隙の予想値X2が下記式(2)に従って算
出される請求項1に記載のガスセンサ。 【数2】 X2(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123 …(2) (但し、X2は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×1
0-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)2. The gas sensor according to claim 1, wherein a gasket is provided on the sealing surface, and the expected value X 2 of the gap is calculated according to the following formula (2). ## EQU00002 ## X 2 (μm) = {(L 1 × α 1 )-(L 2 × α 2 )-(L 3 × α 3 )} × 1123 (2) (where X 2 is a gap prediction Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (× 1
0 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10 -6
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
430、SUS304、SUS310、SUS316、
及びSUS321からなる群より選択される少なくとも
一種である請求項2に記載のガスセンサ。3. The material forming the gasket is SUS
430, SUS304, SUS310, SUS316,
The gas sensor according to claim 2, wherein the gas sensor is at least one selected from the group consisting of and SUS321.
センサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納すると
ともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前記
被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウジ
ングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着さ
れるためのねじ部を有するとともに前記ハウジングの中
心軸と同心に回転可能な回転部材と、を備えたガスセン
サであって、 前記回転部材が前記被取付部に螺着されることにより前
記ガスセンサが前記被取付部に取り付けられた場合の、
850℃(1123K)における前記回転部材の緩めト
ルクが9N・m以上であるとともに、 下記式(3)に従って算出される、850℃(1123
K)で前記シール面と前記被取付部との間に形成される
間隙の予想値X3が31μm以下であることを特徴とす
るガスセンサ。 【数3】 X3(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123 …(3) (但し、X3は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部の
下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面から
ねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の熱
膨張係数(×10- 6/℃)、α4は回転部材の熱膨張係
数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)4. A sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a seal for accommodating the sensor element therein and for forming a seal portion with the attached portion in front of an entering direction of the sensor element. A gas sensor comprising: a housing having a surface; and a rotating member that has a threaded portion to be screwed to a predetermined mounting portion formed on the outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing. In the case where the gas sensor is attached to the attached portion by screwing the rotating member to the attached portion,
The loosening torque of the rotating member at 850 ° C. (1123 K) is 9 N · m or more, and the loosening torque is calculated according to the following formula (3).
The expected value X 3 of the gap formed between the sealing surface and the attached portion in K) is 31 μm or less. ## EQU00003 ## X 3 (μm) = {(L 1 × α 1 )-(L 4 × α 4 )-(L 5 × α 5 )} × 1123 (3) (where X 3 is a gap prediction Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. to bottom length (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the attachment portion (× 10 - 6 / ℃) , α 4 are the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ℃), α 5 housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
もに、前記間隙の予想値X4が下記式(4)に従って算
出される請求項4に記載のガスセンサ。 【数4】 X4(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5) }×1123 …(4) (但し、X4は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端までの
長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端までの
長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)5. The gas sensor according to claim 4, wherein a gasket is provided on the sealing surface, and the expected value X 4 of the gap is calculated according to the following equation (4). X 4 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (4) ( Where X 4 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the thickness of the gasket (μm), L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the mounted part (× 10 −6)
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
430、SUS304、SUS310、SUS316、
及びSUS321からなる群より選択される少なくとも
一種である請求項5に記載のガスセンサ。6. The material forming the gasket is SUS
430, SUS304, SUS310, SUS316,
The gas sensor according to claim 5, wherein the gas sensor is at least one selected from the group consisting of and SUS321.
30、SUS304、SUS310、SUS316、及
びSUS321からなる群より選択される少なくとも一
種である請求項4〜6のいずれか一項に記載のガスセン
サ。7. The material forming the rotating member is SUS4.
The gas sensor according to any one of claims 4 to 6, which is at least one selected from the group consisting of 30, SUS304, SUS310, SUS316, and SUS321.
430、SUS304、SUS310、SUS316、
及びSUS321からなる群より選択される少なくとも
一種である請求項1〜7のいずれか一項に記載のガスセ
ンサ。8. The material forming the housing is SUS
430, SUS304, SUS310, SUS316,
And at least one selected from the group consisting of SUS321 and the gas sensor according to claim 1.
センサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納すると
ともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着さ
れるためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素
子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を
形成するシール面を有するハウジングとを備えたガスセ
ンサが、前記被取付部に前記ハウジングが螺着されるこ
とにより取り付けられているガスセンサ取付構造体であ
って、 850℃(1123K)における前記ハウジングの緩め
トルクが9N・m以上であるとともに、 下記式(5)に従って算出される、850℃(1123
K)で前記シール面と前記被取付部との間に形成される
間隙の予想値X5が31μm以下であることを特徴とす
るガスセンサ取付構造体。 【数5】 X5(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(5) (但し、X5は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)9. A sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a threaded portion for accommodating the sensor element therein and screwed to a predetermined attachment portion formed outside thereof. A gas sensor having the attached portion and a housing having a sealing surface forming a seal portion in front of the threaded portion in the approach direction of the sensor element, and the housing is screwed to the attached portion. In the gas sensor mounting structure mounted by the above, the loosening torque of the housing at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more, and 850 ° C. (1123) calculated according to the following formula (5).
In K), the expected value X 5 of the gap formed between the sealing surface and the mounted portion is 31 μm or less, and the gas sensor mounting structure. X 5 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (5) (where X 5 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
成されているとともに、前記間隙の予想値X6が下記式
(6)に従って算出される請求項9に記載のガスセンサ
取付構造体。 【数6】 X6(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123 …(6) (但し、X6は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×1
0-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)10. The gas sensor mounting structure according to claim 9, wherein the seal portion is formed via a gasket, and the expected value X 6 of the gap is calculated according to the following equation (6). ## EQU6 ## X 6 (μm) = {(L 1 × α 1 )-(L 2 × α 2 )-(L 3 × α 3 )} × 1123 (6) (where, X 6 is a predicted gap) Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (× 1
0 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10 -6
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
S430、SUS304、SUS310、SUS31
6、及びSUS321からなる群より選択される少なく
とも一種である請求項10に記載のガスセンサ取付構造
体。11. The material forming the gasket is SU.
S430, SUS304, SUS310, SUS31
The gas sensor mounting structure according to claim 10, which is at least one selected from the group consisting of 6 and SUS321.
るセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納する
とともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前
記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウ
ジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着
されるためのねじ部を有するとともに前記ハウジングの
中心軸と同心に回転可能な回転部材と、を備えたガスセ
ンサが、前記回転部材が螺着されることにより前記被取
付部に取り付けられているガスセンサ取付構造体であっ
て、850℃(1123K)における前記回転部材の緩
めトルクが9N・m以上であるとともに、 下記式(7)に従って算出される、850℃(1123
K)で前記シール面と前記被取付部との間に形成される
間隙の予想値X7が31μm以下であることを特徴とす
るガスセンサ取付構造体。 【数7】 X7(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123 …(7) (但し、X7は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部の
下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面から
ねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の熱
膨張係数(×10- 6/℃)、α4は回転部材の熱膨張係
数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)12. A sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a seal for accommodating the sensor element therein and forming a seal portion with the attached portion in front of an entering direction of the sensor element. A gas sensor including a housing having a surface and a rotating member that has a threaded portion to be screwed to a predetermined mounted portion formed on the outside thereof and that is rotatable concentrically with the central axis of the housing, A gas sensor mounting structure mounted on the mounted portion by screwing the rotating member, wherein the loosening torque of the rotating member at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m or more, and Calculated according to (7), 850 ° C (1123
In K), the expected value X 7 of the gap formed between the sealing surface and the attached portion is 31 μm or less, and the gas sensor mounting structure. ## EQU00007 ## X 7 (μm) = {(L 1 × α 1 )-(L 4 × α 4 )-(L 5 × α 5 )} × 1123 (7) (However, X 7 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. to bottom length (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the attachment portion (× 10 - 6 / ℃) , α 4 are the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ℃), α 5 housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
成されているとともに、前記間隙の予想値X8が下記式
(8)に従って算出される請求項12に記載のガスセン
サ取付構造体。 【数8】 X8(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5) }×1123 …(8) (但し、X8は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケッ
トの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端までの
長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端までの
長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10-6
/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)13. The gas sensor mounting structure according to claim 12, wherein the seal portion is formed via a gasket, and the expected value X 8 of the gap is calculated according to the following formula (8). X 8 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (8) ( Where X 8 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the thickness of the gasket (μm), and L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the mounted part (× 10 −6)
/ ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
S430、SUS304、SUS310、SUS31
6、及びSUS321からなる群より選択される少なく
とも一種である請求項13に記載のガスセンサ取付構造
体。14. The material forming the gasket is SU.
S430, SUS304, SUS310, SUS31
The gas sensor mounting structure according to claim 13, wherein the gas sensor mounting structure is at least one selected from the group consisting of 6 and SUS321.
430、SUS304、SUS310、SUS316、
及びSUS321からなる群より選択される少なくとも
一種である請求項12〜14のいずれか一項に記載のガ
スセンサ取付構造体。15. The material forming the rotating member is SUS
430, SUS304, SUS310, SUS316,
And at least one selected from the group consisting of SUS321 and the gas sensor mounting structure according to any one of claims 12 to 14.
S430、SUS304、SUS310、SUS31
6、及びSUS321からなる群より選択される少なく
とも一種である請求項9〜15のいずれか一項に記載の
ガスセンサ取付構造体。16. The material forming the housing is SU.
S430, SUS304, SUS310, SUS31
6. The gas sensor mounting structure according to claim 9, wherein the gas sensor mounting structure is at least one selected from the group consisting of 6 and SUS321.
るセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納する
とともに、その外部に形成された所定の被取付部に螺着
するためのねじ部、及び前記ねじ部よりも前記センサ素
子の進入方向の前方において前記被取付部とシール部を
形成するシール面を有するハウジングと、を備えたガス
センサを、前記ハウジングを螺着することにより前記被
取付部に取り付けるガスセンサ取付方法であって、 850℃(1123K)における緩めトルクが9N・m
以上となるように、かつ、 下記式(9)に従って算出される、850℃(1123
K)で前記シール面と前記被取付部との間に形成される
間隙の予想値X9が31μm以下となるように前記ハウ
ジングを螺着することを特徴とするガスセンサ取付方
法。 【数9】 X9(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)}×1123 …(9) (但し、X9は間隙の予想値(μm)、L1はシール面か
ら被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール面
からねじ部の上端までの長さ(μm)、α1は被取付部
の熱膨張係数(×10-6/℃)、α2はハウジングの熱
膨張係数(×10- 6/℃)を示す。)17. A sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a threaded portion for accommodating the sensor element therein and screwing the sensor element to a predetermined attachment portion formed outside thereof. And a housing having a sealing surface that forms a seal portion with the attached portion in front of the threaded portion in the approach direction of the sensor element, the attached portion by screwing the housing. Is a method of mounting a gas sensor that is mounted on, and the loosening torque at 850 ° C (1123K) is 9 N · m.
850 ° C. (1123) calculated as described above and according to the following equation (9).
In K), the housing is screwed so that the expected value X 9 of the gap formed between the sealing surface and the attached portion is 31 μm or less. X 9 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 )} × 1123 (9) (where X 9 is the expected value of the gap (μm), L 1 is The length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the upper end of the threaded part (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 −6 / ° C.), alpha 2 is the thermal expansion coefficient of the housing (× 10 - shows the 6 / ℃)).
成するとともに、下記式(10)に従って算出される前
記間隙の予想値X10が31μm以下となるように前記ハ
ウジングを螺着する請求項17に記載のガスセンサ取付
方法。 【数10】 X10(μm)={(L1×α1)−(L2×α2)−(L3×α3)}×1123 …(10) (但し、X10は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L2はシール
面からねじ部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケ
ットの厚さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×
10-6/℃)、α2はハウジングの熱膨張係数(×10
-6/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)を示す。)18. The housing according to claim 17, wherein the seal portion is formed through a gasket, and the housing is screwed so that an expected value X 10 of the gap calculated according to the following formula (10) is 31 μm or less. How to install the gas sensor described. X 10 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 2 × α 2 ) − (L 3 × α 3 )} × 1123 (10) (However, X 10 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 2 is the length from the sealing surface to the top of the threaded part (μm), L 3 is the gasket thickness ( μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion of the attached part (×
10 -6 / ° C), α 2 is the coefficient of thermal expansion of the housing (× 10
-6 / ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C) is shown. )
るセンサ素子と、前記センサ素子をその内部に収納する
とともに、前記センサ素子の進入方向の前方において前
記被取付部とシール部を形成するシール面を有するハウ
ジングと、その外部に形成された所定の被取付部に螺着
するためのねじ部を有するとともに前記ハウジングの中
心軸と同心に回転可能な回転部材とを備えたガスセンサ
を、前記回転部材を螺着することにより前記被取付部に
取り付けるガスセンサ取付方法であって、 850℃(1123K)における緩めトルクが9N・m
以上となるように、かつ、 下記式(11)に従って算出される、850℃(112
3K)で前記シール面と前記被取付部との間に形成され
る間隙の予想値X11が31μm以下となるように前記回
転部材を螺着することを特徴とするガスセンサ取付方
法。 【数11】 X11(μm)={(L1×α1)−(L4×α4)−(L5×α5)}×1123 …(11) (但し、X11は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L4はねじ部
の下端から上端までの長さ(μm)、L5はシール面か
らねじ部の下端までの長さ(μm)、α1は被取付部の
熱膨張係数(×10-6/℃)、α4は回転部材の熱膨張
係数(×10-6/℃)、α5はハウジングの熱膨張係数
(×10-6/℃)を示す。)19. A sensor element having a function of detecting a predetermined gas component, and a seal for accommodating the sensor element therein and for forming a seal portion with the attached portion in front of an entering direction of the sensor element. A gas sensor having a housing having a surface and a rotating member that is concentric with the central axis of the housing and that has a screw portion for screwing to a predetermined mounted portion formed on the outside of the housing. A method for mounting a gas sensor, which is mounted on the mounted portion by screwing a member, wherein a loosening torque at 850 ° C. (1123K) is 9 N · m.
850 ° C. (112 ° C.) calculated as described above and according to the following equation (11).
3K), the rotating member is screwed so that the expected value X 11 of the gap formed between the sealing surface and the attached portion is 31 μm or less. X 11 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (11) (However, X 11 is a predicted gap. Value (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the upper end of the mounted part (μm), L 4 is the length from the lower end to the upper end of the threaded part (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the threaded part. Length to the lower end (μm), α 1 is the thermal expansion coefficient of the mounted part (× 10 -6 / ° C), α 4 is the thermal expansion coefficient of the rotating member (× 10 -6 / ° C), α 5 is the housing The coefficient of thermal expansion (× 10 −6 / ° C.) of
成するとともに、下記式(12)に従って算出される前
記間隙の予想値X12が31μm以下とな るように前記ハウジングを螺着する請求項19に記載の
ガスセンサ取付方法。 【数12】 X12(μm)={(L1×α1)−(L3×α3)−(L4×α4)−(L5×α5) }×1123 …(12) (但し、X12は間隙の予想値(μm)、L1はシール面
から被取付部の上端までの長さ(μm)、L3はガスケ
ットの厚さ(μm)、L4はねじ部の上端から下端まで
の長さ(μm)、L5はシール面からねじ部の下端まで
の長さ(μm)、α1は被取付部の熱膨張係数(×10
-6/℃)、α3はガスケットの熱膨張係数(×10-6/
℃)、α4は回転部材の熱膨張係数(×10-6/℃)、
α5はハウジングの熱膨張係数(×10-6/℃)を示
す。)20. The housing is screwed so that the seal portion is formed via a gasket and the predicted value X 12 of the gap calculated according to the following formula (12) is 31 μm or less. How to install the gas sensor described. X 12 (μm) = {(L 1 × α 1 ) − (L 3 × α 3 ) − (L 4 × α 4 ) − (L 5 × α 5 )} × 1123 (12) ( Where X 12 is the expected value of the gap (μm), L 1 is the length from the sealing surface to the top of the mounted part (μm), L 3 is the gasket thickness (μm), and L 4 is the top of the threaded part. To the lower end (μm), L 5 is the length from the sealing surface to the lower end of the threaded portion (μm), α 1 is the coefficient of thermal expansion (× 10
-6 / ° C), α 3 is the coefficient of thermal expansion of the gasket (× 10 -6 /
° C), α 4 is the coefficient of thermal expansion of the rotating member (× 10 -6 / ° C),
α 5 represents the thermal expansion coefficient (× 10 −6 / ° C.) of the housing. )
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002095842A JP3866134B2 (en) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | Gas sensor mounting structure and gas sensor mounting method |
US10/396,633 US6796175B2 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-25 | Gas sensor, gas sensor installation structure, and method for installing gas sensor |
EP03251971.2A EP1365233B1 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-28 | Gas sensor installation structure, and method for installing gas sensor |
US10/854,728 US6857316B2 (en) | 2002-03-29 | 2004-05-26 | Gas sensor, gas sensor installation structure, and method for installing gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002095842A JP3866134B2 (en) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | Gas sensor mounting structure and gas sensor mounting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003294685A true JP2003294685A (en) | 2003-10-15 |
JP3866134B2 JP3866134B2 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=28671817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002095842A Expired - Lifetime JP3866134B2 (en) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | Gas sensor mounting structure and gas sensor mounting method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6796175B2 (en) |
EP (1) | EP1365233B1 (en) |
JP (1) | JP3866134B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164246A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
JP2009281342A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Anomaly determination device for nox sensor |
DE102012205618A1 (en) | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sensor and sensor mounting structure |
JP2017187444A (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 日本特殊陶業株式会社 | Fine particle sensor |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3866134B2 (en) * | 2002-03-29 | 2007-01-10 | 日本碍子株式会社 | Gas sensor mounting structure and gas sensor mounting method |
JP4258534B2 (en) * | 2006-07-18 | 2009-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
JP6424789B2 (en) | 2015-02-12 | 2018-11-21 | 株式会社デンソー | Gas sensor |
DE102015209262A1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Exhaust system with a gas sensor, in particular with a particle sensor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5539099A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | Bendix Corp | Sensor element protection shield and fluid sensor equipped with same |
JPH08114573A (en) * | 1994-09-27 | 1996-05-07 | General Motors Corp <Gm> | Exhaust sensor |
JPH11505028A (en) * | 1996-03-06 | 1999-05-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Measurement detector |
JPH11160274A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
JP2001221769A (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-17 | Ngk Insulators Ltd | Gas sensor |
JP2002090335A (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4096752A (en) * | 1976-07-06 | 1978-06-27 | Production Data Inc. | Oil well logging probe assembly |
US4526672A (en) | 1984-03-23 | 1985-07-02 | Axia Incorporated | Oxygen sensor |
JPH05232062A (en) | 1991-12-25 | 1993-09-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
US5329806A (en) | 1993-05-11 | 1994-07-19 | General Motors Corporation | Exhaust sensor with tubular shell |
US5401962A (en) * | 1993-06-14 | 1995-03-28 | Ferran Scientific | Residual gas sensor utilizing a miniature quadrupole array |
DE4417665A1 (en) * | 1994-05-20 | 1995-11-30 | Testo Gmbh & Co | Measuring arrangement for the investigation of gaseous media |
JPH08278280A (en) | 1995-04-07 | 1996-10-22 | Nippondenso Co Ltd | Gas sensor |
US5739414A (en) | 1996-02-12 | 1998-04-14 | General Motors Corporation | Sensor with glass seal |
US6302402B1 (en) * | 1999-07-07 | 2001-10-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Compliant high temperature seals for dissimilar materials |
US6673224B2 (en) * | 2000-06-30 | 2004-01-06 | Denso Corporation | Sealing structure of gas sensor |
JP3866134B2 (en) * | 2002-03-29 | 2007-01-10 | 日本碍子株式会社 | Gas sensor mounting structure and gas sensor mounting method |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095842A patent/JP3866134B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-25 US US10/396,633 patent/US6796175B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-28 EP EP03251971.2A patent/EP1365233B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-05-26 US US10/854,728 patent/US6857316B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5539099A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | Bendix Corp | Sensor element protection shield and fluid sensor equipped with same |
JPH08114573A (en) * | 1994-09-27 | 1996-05-07 | General Motors Corp <Gm> | Exhaust sensor |
JPH11505028A (en) * | 1996-03-06 | 1999-05-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Measurement detector |
JPH11160274A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
JP2001221769A (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-17 | Ngk Insulators Ltd | Gas sensor |
JP2002090335A (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164246A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor |
JP2009281342A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Anomaly determination device for nox sensor |
DE102012205618A1 (en) | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sensor and sensor mounting structure |
US8967002B2 (en) | 2011-04-08 | 2015-03-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Gas sensor and gas sensor installation structure |
DE102012205618B4 (en) * | 2011-04-08 | 2021-01-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sensor and sensor mounting structure |
JP2017187444A (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 日本特殊陶業株式会社 | Fine particle sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040216513A1 (en) | 2004-11-04 |
EP1365233A2 (en) | 2003-11-26 |
EP1365233A3 (en) | 2004-08-18 |
EP1365233B1 (en) | 2014-07-23 |
US6796175B2 (en) | 2004-09-28 |
US20030188568A1 (en) | 2003-10-09 |
JP3866134B2 (en) | 2007-01-10 |
US6857316B2 (en) | 2005-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003294685A (en) | Gas sensor, gas sensor mounting structure and method for mounting gas sensor | |
JP4184638B2 (en) | Life diagnosis method for semiconductor manufacturing equipment | |
JP3532776B2 (en) | Mounting structure for automotive sensors | |
KR100557378B1 (en) | Manufacturing Apparatus and Method for estimating Expected Life of Rotary Machine | |
US4823602A (en) | Accelerometer mounting device | |
EP0191251A1 (en) | Bidirectional seal | |
EP0825637A3 (en) | Epitaxial barrel reactor with a cooling system and method of operating it | |
CN1291062C (en) | Film deposition equipment, film deposition art, vacuum system and leakage judging method | |
US8221002B2 (en) | Bearing apparatus | |
US6898551B2 (en) | System for predicting life of a rotary machine, method for predicting life of a manufacturing apparatus which uses a rotary machine and a manufacturing apparatus | |
JP2010065838A (en) | Method for corrosion prevention in pipe installation structure and mounting frame of pipe | |
CN1399720A (en) | Gas detection sensor | |
JP2011242148A (en) | Attachment structure for gas sensor | |
JP2007255693A (en) | Bolt tightening force detection seat with detachable and attachable ring | |
JPS6123933A (en) | Heat resistance and vibration resistance type pressure detector | |
JPS61252918A (en) | Locking device for ceramics bearing | |
JPH0719542Y2 (en) | Mounting band for tubular air cleaner | |
Otani et al. | Quartz Crystal Microbalances for Evaluating Gas Motion Differences between Dichlorosilane and Trichlorosilane in Ambient Hydrogen in a Slim Vertical Cold Wall Chemical Vapor Deposition Reactor | |
JP2010196783A (en) | Actuator | |
KR101442633B1 (en) | A device for supporting substrate | |
JP4377004B2 (en) | Gas sensor with protected gate, sensor formation and detection | |
JP2915275B2 (en) | Corrosion sensor | |
JP6485331B2 (en) | Gas sensor | |
US8302465B2 (en) | Transducer assembly | |
JPH03213800A (en) | Gas cylinder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060906 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061004 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3866134 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111013 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131013 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |